题目内容
【题目】置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度)。求:
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(1)水对杯底的压力?________
(2)杯子中水的质量?__________
(3)根据以上的计算结果判断,此容器的形状类似于如图中的__________图(选“甲”、“乙”或“丙”);此时水对容器两侧壁的合力为_________N。
【答案】30N 2kg 甲 10
【解析】
(1)水对杯底的压强:
,由
得
水对杯底的压力:
;
(2)由
得容器盛水后对桌面的压力为:
,容器盛水后对桌面的压力就是容器和水的重力,即:
,因此杯子中水的质量为:
;
(3)利用
计算2kg水的体积:
,假设容器是圆柱形的,计算水在容器中的高度:
,因此比较甲、乙、丙容器的形状,可以判定是容器甲;
设水对容器两侧壁的合力为F上,对容器进行受力受竖直向下的重力和水对杯底的压力F1, 受竖直向上F上和桌子的支持力
, 由平衡力的条件可得:
,代入数据可得:
,解得:F上=10N,故此时水对容器两侧壁的合力为10N.
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